Examensarbeten

The following descriptions are in swedish but we do not exclude non swedish speakers. If you are interested in any of the suggested projects, or other ideas, please contact or visit us directly.

Om du är intresserad av att utföra ett examensarbete hos oss tar vi gärna ett möte där vi kan diskutera olika förslag. Kontakta någon av oss i gruppen eller kom förbi vår avdelning. Nedan följer kortare beskrivningar av några av de förlag som just nu är aktuella, men det finns andra möjligheter också.

Utvärdera nötningsmekanismer för verktyg till jordbearbetning

Vid jordbearbetning utsätts verktygen som dras genom jorden för extrema krafter och påverkan, med stor variation beroende på lokala jordsammansättningar. Verktygen nöts kraftigt vilket ändrar geometrin och därmed effektiviteten på bearbetningen, vilket ställer stora krav på materialen som används. Vi kommer starta ett större projekt inom detta område där vi ska studera några av de mest nötningsbeständiga metallerna som finns att tillgå, men det behövs också studeras noggrannare hur utformningen av tester styr vad som händer i kontakten, hur vi bäst kan efterlikna verkligheten, och vilka grundläggande nötningsmekanismer som styr nötningen.

Här finns en möjlighet att vara med och bidra till ett väldigt aktuellt forskningsområde och vi ser flera forskningsfrågor som är möjliga att studera i form av examensarbeten, till exempel:

• Detaljstudie av initiala nötningsmekanismer vid kontakt med jord och andra förekommande material vid enstaka bearbetningsoperationer
• Detaljstudie av hur egenskaperna hos jorden styr nötningsmekansimerna

Arbetet föreslås inkludera mycket optimering av testutrustning och materialanalys av resultat.

Kontaktperson: Robin Elo, robin.elo@angstrom.uu.se

Designa additivt tillverkade verktygskompositer för tuffa kontaktsituationer

Beskrivning

Kontaktperson: Urban Wiklund, urban.wiklund@angstrom.uu.se

Initiala nötningsmekanismer i slagkontakt

Vårt samhälle utvecklas i allt snabbare takt och detta medför många nya utmaningar, inte minst inom industrin där den elektriska omställningen kräver många nya lösningar. Med nya lösningar följer även nya utmaningar t.ex hårda inslagskontakter som kan uppstå i växellådor i nya tunga transportfordon som ska ställas om till elekriskdrift.

Denna typ av kontakt orsakar omfattamnde deformation, bildning av ytlager och strukturförendringar, men framför allt stora materialförluster. Därför är det viktigt att kunna studera denna typ av kontakt, för att senare kunna utveckla nya material och nya kontaktgeometrier som kan stå emot sådan påfrestning.

Vi har utvecklat en ny testuppställning som kan efterlikna tuff slagkontakt och har börjat att studera olika materials beteende, men det saknas fortfarande grundläggande kunskap om kontaktförloppet, särskilt i början av skeendet. Denna kunskap är nödvändig för att förstå nötningsförloppet och kunna anpassa materialen så att de blir mer lämpade.

Examensarbetet består i att diskutera vilka parametrar som kan var avgörande för den initiala nötningen i slagkontakt, utföra korta tester där dessa studeras och sedan utföra analys av resultaten.  Frågeställningar som kan besvaras inkluderar vilka nötningsmekanismer som dominerar i initiala kontakten, hur kontaktgeometrin påverkar nötningen, hur slagkraften påverkar nötningen samt vilka skillnader som finns mellan olika material.

Föreslagna moment:

1. Delta i diskussion om testparametrar
2. Utföra test i inslagsriggen
3. Analys av proverna i LOM och SEM
4. Tvärsnittsstudier av proverna
5. Beräkning av nötningsvolymer

Kontaktperson: Staffan Jacobson, staffan.jacobson@angstrom.uu.se

Studie av syretillgångens påverkan på långsam nötning av hårda material vid bearbetning av mjuka legeringar

Hårdmetall (WC/Co) vars mikrostruktur karaktäriseras av hårda WC partiklar fördelade i en metallisk Co matris används som verktygsmaterial i många tillämpningar, exempelvis skärande bearbetning och bergborrning. Detta beror på dess kombinerade egenskaper av hög hårdhet och seghet som ger upphov till gott nötningsmotstånd. Under dragkedjetillverkning så nöts konstig nog WC och Co (olika hårdhet) ned lika fort av mycket mjukare kopparlegeringar (dragkedjematerialet). Denna nötning lämnar inga spår och sker på atomär skala, troligtvis genom kemiska interaktioner mellan WC/Co och Cu legeringen. Tribogruppen arbetar aktivt med att kartlägga kemiska interaktionerna bakom denna nötning för att minska verktygsslitage, spara energi och för att öka allmänna kunskapen om kemisk nötning. 

Tidigare studier från Tribogruppen har visat att WC/Co nöts mycket snabbare av ren Cu jämfört med Cu legerat med 15,3% Zn. En hypotes till minskade nötningstakten är att bildandet av ZnO på något sätt hämmar kemiska interaktionerna mellan ytorna. Detta gör det högaktuellt att besvara följande frågor:

• Vilka atomära mekanismer gör det möjligt för mjuka Cu legeringar att nöta ned hårdare WC och Co?
• Är det bildandet av ZnO som ligger bakom minskade nötningstakten av WC/Co?
• Går det att drastiskt minska mängden syre i den omgivande atmosfären och därmed förtrycka bildandet av ZnO under experiment? Hur skulle detta påverka nötningsbeteendet?

Arbetet kommer att innefatta metodutveckling, experiment och materialanalys. Metodutvecklingen innebär att modifiera testutrustning, exempelvis Pinne-Skiva-uppställning, för att minimera mängden tillgängligt syre i omgivande atmosfären. Planen är därefter att genomföra experiment i nya miljön och analysera nötningsbeteendet av WC/Co efter glidande kontakt mot Cu legeringar med bl.a. SEM och EDS. En frågeställning som då kan besvaras är hur syretillgången påverkar nötningsbeteendet av WC/Co?

Preliminärt inkluderade moment

1. Metodutveckling
2. Tribologisk prövning
3. SEM och EDS på ytor

Kontaktperson: Felix Ekholm, felix.ekholm@angstrom.uu.se

Nötningsmekanismer och nötningsmotstånd hos pulvermetallurgiskt tillverkade snabbstål vid kallbearbetning

Utförs i samarbete med Erasteel Kloster AB

Kontaktperson: Elin Olsson, elin.olsson@eramet.com